3.5% sulfur by weight yield H2SO4 rainfall pH 3.90

3.5% sulfur by weight yield H2SO4 rainfall pH 3.90

 

 

Acid rain was at one time an important point of contention between the United States and Canada. Much of this acid was the result of the emission of sulfur oxides by coal-fired electricity generating plants in southern Indiana and Ohio. These sulfur oxides, when dissolved in rainwater, formed sulfuric acid and hence “acid rain”.

 

How many metric tonnes of Indiana coal, which averages 3.5% sulfur by weight, would yield the H2SO4 required to produce a 0.9 inch rainfall of pH 3.90 precipitation over a 104 square mile area?

 

 

인디애나 석탄의 무게로 평균 3.5%의 황이

104 평방 마일의 지역에 0.9인치의 pH 3.90의 강우량을

생산하는데 필요한 H2SO4를 생산할 수 있을까?

 

 

 

[참고] 환산 인자

[ https://ywpop.tistory.com/3121 ]

 

 

 

[1] 강수량 계산

 

0.9 in × (1 mi / 63360 in)

= 1.42×10^(-5) mi

 

 

 

104 mi^2 × (1.42×10^(-5) mi)

= 0.0014768 mi^3

 

 

 

0.0014768 mi^3 × (1609.344^3 m^3 / 1 mi^3)

= 6155571 m^3

 

 

 

6155571 m^3 × (1000 L / 1 m^3)

= 6.16×10^9 L

---> 강수량

= 용액의 부피

 

 

반응형

 

 

[2] 석탄의 톤수 계산

 

pH = –log[H^+] = 3.90 이므로,

[H^+] = 10^(-3.90) = 0.00012589 M

 

 

 

H2SO4(aq) → 2H^+(aq) + SO4^2-(aq) 이므로,

[H2SO4] = 0.00012589 / 2 = 6.2945×10^(-5) M

= 용질의 몰농도

( 참고 https://ywpop.tistory.com/5813 )

 

 

 

(6.2945×10^(-5) mol/L) (6.16×10^9 L)

= 387741 mol H2SO4

= 용질의 몰수

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7787 )

 

 

 

H2SO4의 몰질량 = 98.08 g/mol 이므로,

387741 mol × (98.08 g/mol)

= 38029637 g H2SO4

 

 

 

(38029637 g H2SO4) (32.07 g S / 98.08 g H2SO4)

= 12434854 g S

 

 

 

12434854 g / (3.5/100)

= 3.55×10^8 g 석탄

 

 

 

(3.55×10^8 g) (1 ton / 10^6 g)

= 355 ton 석탄

---> 355 ton 석탄을 태우면,

pH 3.90의 강우량이 된다.

 

 

 

답: 355 ton

 

 

 

 

[참고] 어떤 교재에는 104 square mile이 아닌

10^4 square mile로 나오므로,

기대하는 답이 아니라면, 이걸 체크해 보세요.

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/3568 ] 산성비(acid rain). 황산, H2SO4의 생성

 

 

 

[키워드] H2SO4 산성비 기준